양방향 충전이 가능한 무선 충전용 패드 및 배터리팩 document_id 1020040080592

[청구항 1] 교차형 코일 구조를 가진 충전 리시버 모듈을 구비한 배터리팩(b)을 무접점으로 충전하기 위한 무선 충전용 패드(a)에 있어서, 전원입력단에 결합되어 입력된 ac 전원의 전자파를 차단하는 전자파 필터(100) 전자파가 차단된 ac 전원을 dc로 정류하는 정류회로(110) 내장된 트랜지스터가 온 상태인 동안 상기 정류회로(110)로부터 전달된 전력을 축적하여, 오프 되는 순간에 주제어 블록(140)으로 입력전압을, 직렬공진형 컨버터(120)로 구동전압을 각각 인가하는 플라이백 컨버터(110') 상기 플라이백 컨버터(110')와 상기 직렬공진형 컨버터(120) 간에 게재되어 배터리팩(b) 접근에 따른 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 출력하는 전류검출 블록(170) 상기 전류검출 블록(170)으로부터 입력된 비교전류를 이용해 배터리팩(b)의 접근을 감지하고, 접근 여부에 따라 게이트 드라이버(160)를 제어하는 주제어 블록(140) 상기 주제어 블록(140)의 제어에 의해 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버(160) 상기 게이트 드라이버(160)로부터 입력되는 게이트 신호에 의해 트랜스포머 1차측으로 흐르는 전압 및 전류 파형을 조절하는 상기 직렬공진형 컨버터(120) 비정질 금속이나 페라이트 재질로 된 작은 조각의 평판코어를 정방형 또는 직사각형으로 다수 개 붙인 패드코어 위에 절연테이프를 감아 절연시킨 후 보빈리스 타입의 1차측 코일(pcoil1)을 단방향으로 권선한 것으로, 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 의해 스위칭되어 유도기전력을 발생시키는 트랜스포머 1차측 을 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 충전이 가능한 무선 충전용 패드 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 주제어 블록(140)은, 소정 주파수의 발진신호를 발생시키는 오실레이터(141); 상기 오실레이터(141)의 발진신호를 클럭으로 하고, 리더 안테나(ra)를 통해 알에프 캐리어 신호를 외부로 무선 전송한 후 그 응답으로 상기 배터리팩(b)의 무선식별정보 및 충전상태정보가 포함되어 변조된 알에프 데이터를 수신하는 안테나 드라이버(142); 상기 안테나 드라이버(142)로 수신된 알에프 데이터를 복조하는 디모듈레이터(134); 상기 디모듈레이터(143)를 통해 복조된 데이터로부터 상기 배터리팩(b)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 필터링하여 증폭하는 필터 및 증폭부(144); 상기 필터 및 증폭부(144)로부터 수신된 무선식별정보 및 충전상태정보를 복호화하는 데이터 디코더(145); 복호화된 데이터에 의해 충전상태를 판단하고, 판단 결과에 의해 게이트 드라이버(160)를 제어하는 드라이버 제어부(146); 상기 전류검출 블록(170)으로부터 비교전류를 입력받아 스탠바이 제어부(148)를 구동하는 디바이스 감지부(147); 상기 디바이스 감지부(147) 및 상기 데이터 디코더(145)와 결합되어 배터리팩(b) 접근 여부에 따라 절전모드/스탠바이모드 간 모드변환을 수행하고, 모드변환에 대한 데이터를 상기 데이터 디코더(145)에서 디코딩된 데이터와 함께 디스플레이부(149)로 전달하는 스탠바이 제어부(148); 상기 스탠바이 제어부(148)로부터 수신된 데이터를 표시하는 디스플레이부(149);를 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한무선 충전용 패드. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 게이트 드라이버(160)는, 상기 주제어 블록(140)의 제어에 의해 출력되는 게이트 신호를 통해 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 구비된 두 개의 스위칭 소자가 교대로 켜지도록 하여 각각의 스위칭 소자에 결합된 병렬 커패시터의 충·방전을 통해 트랜스포머 1차측으로 입력되는 전압 및 전류 파형을 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한무선 충전용 패드. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 전류검출 블록(170)은, 상기 플라이백 컨버터(110') 출력단과 상기 직렬공진형 컨버터(120) 입력단을 연결하는 저항의 양단에 결합된 것으로, 저항 양단 신호가 입력되는 차등증폭기(171) 및 상기 차등증폭기(171) 출력단에 결합된 비교기/저주파 필터(172)로 구성되어 상기 차등증폭기(171)의 출력을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 필터링하여 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한무선 충전용 패드. [청구항 5] 단방향으로 권선된 코일 구조를 가지는 트랜스포머 1차측이 구비된 무선 충 전용 패드(a)에 의하여 무접점 충전되는 배터리팩(b)에 있어서, 코발트 계열의 비정질금속 또는 페라이트 재질의 코어를 여러 겹으로 적층하여 하나로 만든 평판코어 및 상기 평판코어에 수직형 코일과 수평형 코일로 된 두 개의 2차측 코일(scoil1, scoil2)을 교차 권선해 형성한 것으로, 상기 트랜스포머 1차측을 통해 전력이 유도되는 충전 리시버 모듈 상기 충전 리시버 모듈의 2차측 코일(scoil1, scoil2)과 각각 결합되어 유도된 전력을 정류하는 두 개의 정류회로(200, 200') 상기 정류회로(200, 200')에서 정류된 전력을 퓨얼 게이지(210b)에 공급하고, 상기 정류회로(200, 200')의 출력에 따라 알에프아이디 제어 블록(230)으로 전압을 인가하는 충전조절회로(210a) 및 상기 충전조절회로(210a)로부터 공급된 전력을 보호회로(220)를 통해 상기 배터리(bat)에 공급하고, 상기 배터리(bat)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 상기 알에프아이디 제어 블록(230)에 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지(210b)로 구성되는 충전제어 블록(210) 상기 충전제어 블록(210) 및 상기 배터리(bat) 사이에 결합되어 상기 배터리(bat)의 충전상태에 따라 충·방전 여부를 조절하는 보호회로(220) 상기 배터리(bat)의 무선식별정보가 저장됨과 동시에 충전상태정보가 주기적으로 기록되며, 태그 안테나(ta)로 알에프 캐리어 신호가 수신되면 그 응답으로 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 포함한 알에프 데이터를 생성 및 변조하여 변조된 알에프 데이터를 무선 전송하는 알에프아이디 제어 블록(230) 상기 보호회로(220)의 조절에 따라 충전되는 배터리(bat) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 충전이 가능한 배터리팩 [청구항 6] 제5항에 있어서,상기 알에프아이디 제어 블록(230)은, 상기 태그 안테나(ta)를 통해 무선 수신된 알에프 캐리어 신호로부터 클럭을 추출하는 클럭 추출부(231); 상기 클럭 추출부(231)로부터 추출된 데이터의 나열순서를 검사하여 데이터 인코더(235)로 제어신호를 전달하는 시퀀서(232); 상기 시퀀서(232)로부터 전달된 제어신호에 의해 태그(234)로부터 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 수신하여 암호화한 후 데이터 모듈레이터(236)로 전송하는 데이터 인코더(235); 상기 데이터 인코더(235)로부터 수신된 데이터를 변조하여 변조된 알에프 데이터를 생성한 후 상기 태그 안테나(ta)를 통해 무선 전송하는 데이터 모듈레이터(236); 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태정보가 기록되는 메모리 블록을 내장하는 태그(234); 상기 태그(234)를 제어하여 저장된 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 상기 데이터 인코더(235)로 전송하도록 하는 메인프로세서(233);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한배터리팩. [청구항 7] 제5항에 있어서,상기 충전제어 블록(210)은 상기 정류회로(200, 200')를 통해 정류된 전력을 이용해 배터리(bat)의 충전여부를 제어하는 충전제어기능과 상기 배터리(bat)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지 기능을 동시에 수행하도록 최적화된 회로로 집적되어지되, 3.5v~15v의 입력전압(vin) 범위를 가지고, 상기 배터리(bat)의 충전상태를 표시하기 위한 충전진행단자(chg) 및 충전완료단자(done), 단일와이어 통신을 위한 통신단자(hdq), 배터리전압을 측정하여 입력전압(vin)이 일정 수준으로 유지되면 정전압/정전류 충전을 수행하기 위한 배터리전압단자(vbat)가 할당된 입출력포트가 구비되며, 상기 통신단자(hdq)를 이용한 외부회로와의 단일와이어 통신을 통해 상기 배터리(bat)의 충전전류를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한배터리팩. [청구항 8] 제7항에 있어서,상기 충전제어 블록(210)은, 상기 배터리(bat)의 배터리전압을 이용해 2.5v 내외의 내부 기준전압과 외부 반도체 디바이스의 구동전원을 만들어 공급하는 로우 드롭아웃 레귤레이터(211); 상기 배터리(bat)의 충전상태정보를 계산하는 퓨얼 게이지(212); 배터리전압과 집적회로의 온도를 검출하는 아날로그 디지털 컨버터(213); 바이패스 스위치를 구비하여 충전전압을 일정하게 유지시키는 dc/dc 컨버터(214); 상기 로우 드롭아웃 레귤레이터(211), 상기 퓨얼 게이지(212), 상기 아날로그 디지털 컨버터(213), 상기 dc/dc 컨버터(214)와 상호 결합되어 배터리전압에 따라 상기 dc/dc 컨버터(214)의 바이패스 스위치를 구동하는 정전류/정전압 충전제어부(215); 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 저장하는 이이피롬(216), 상기 이이피롬(216)에 데이터를 기록하거나 읽어들이고, 읽어들인 데이터를 단일와이어 통신을 통해 외부에 송수신하는 단일와이어 통신부(217)를 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한배터리팩. [청구항 9] 제5항에 있어서,상기 알에프아이디 제어 블록(230)은, 상기 충전제어 블록(210)과의 단일와이어 통신을 통해 상기 배터리(bat)의 충전상태정보를 송수신하며, 수신된 충전상태정보를 통신 프로토콜에 따라 태그 안테나(ta)를 통해 무선 전송하고, 무선식별정보 및 충전상태 플래그 값을 저장하도록 구성되어지되, 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태 플래그 값을 기록하고, 송신단자(tx) 및 수신단자(rx)를 구비하여 메인프로세서(233)의 명령에 의해 저장된 데이터를 갱신하거나 태그 안테나(ta)를 통해 무선 전송하는 태그(234)와 함께, 상기 충전제어 블록(210)의 명령에 따라 상기 태그(234)에 기록된 상기 배터리(bat)의 무선식별정보 및 충전상태 플래그에 대한 읽기/쓰기를 수행하고, 단일와이어 통신을 통해 상기 충전제어 블록(210)과 데이터를 송수신하는 메인프로세서(233)를 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 충전가능한배터리팩.